Le osservazioni pluviometriche e idrometriche

I liquami di fogna, come noto, sono caratterizzati dalla presenza di materiale solido trasportato in sospensione e per trascinamento sul fondo; tali sostanze tendono a sedimentare e ad aderire alle pareti modificando le sezioni idriche.

Nelle installazioni di apparecchiature fisse sono, pertanto, da preferire strumenti di misura non immersi, che non provochino riduzione di passaggio e che non creino variazioni di velocità. Con attenzione a questa semplice ma basilare regolare sono stati installate le strumentazioni di monitoraggio sul canale Liguori.

Nello specifico il sistema di acquisizione dati installato sul canale Liguori è costituito, per quanto riguarda i valori di precipitazione, da un pluviografo a vaschetta basculante MTX mod. PPI 030, mentre per quanto concerne le osservazioni idrometriche, da un sensore di livello ad ultrasuoni MTX mod. SMART 522. La stazione è dotata, inoltre, di un acquisitore-elaboratore a cinque ingressi LASTEM BABUC – ABC che effettua l’acquisizione, la memorizzazione, l’elaborazione, l’analisi e la trasmissione di grandezze meteo-climatiche e ambientali.

La gestione della centralina è affidata al pacchetto GAP V.4.01 che è un insieme di programmi (denominati anche moduli) su PC per la completa gestione di tutte le funzionalità degli strumenti della linea Babuc ABC (figura 6.7). Tutti i dati registrati dalla centralina vengono memorizzati su una batteria tampone.

1. morsettiera ingressi per sensori

2. morsettiera uscite 12 Vcc permanenti(A) e attuati(B1-B2) 3. interruttore generale

4. terra

5. presa alimentazione 24 Vca 6. presa alimentazione 12 Vcc 7. fusibile da 0,5 Amp. 8. tastiera a 20 tasti alfanumerici 9. spia presenza alimentazione Vca 10. visore LCD a 80 caratteri

11. ingresso seriale per sensori seriali o stampante 12. porta seriale per dispositivi di comunicazione 13. alloggio della memori card

Figura 6.7 - Immagine del pannello frontale dell'acquisitore BABUC ABC

Le centraline BabucABC sono strumenti utilizzati per l'acquisizione di grandezze meteo-climatiche ed ambientali. Essi realizzano tutte le esigenze di acquisizione, trasmissione ed archiviazione dati. - Ingressi universali: connessione a sensori LSI- LASTEM (inclusi i sensori "cord-less") e alla maggior parte dei tipi di sensori esistenti in commercio.

6.2.1.1 Misure di precipitazione

Il pluviografo installato nei pressi della centralina è di fondamentale importanza per la ricezione delle osservazioni pluviometriche.

Secondo le raccomandazioni della WMO (WMO, 1983), un pluviografo registratore è costituito da un collettore di precipitazione sovrapposto a un imbuto, il quale adduce l’acqua piovana a un sistema di misura della precipitazione.

E’ bene comunque tener presente che:

• il bordo del collettore deve essere affilato e le sue pareti devono essere verticali; • l’area della sua superficie orizzontale deve essere nota;

• la forma del collettore deve essere tale da impedire lo “splashing” sia verso l’esterno sia dall’esterno verso l’interno;

• bisogna minimizzare le perdite per evaporazione.

L’informazione fornita dai pluviometri con registrazione digitale (pluviografi) è generalmente costituita dall’istante del ribaltamento della bascula.

É normale che comunque non si ha alcuna informazione su come la pioggia si distribuisce tra due ribaltamenti del bilanciere, che per i pluviometri ordinari corrisponde a un’altezza di 0,2 mm.

Il pluviometro installato in sito è un modello “Rain gauge C100A” del tipo a bascula. Lo strumento è in alluminio anodizzato con doppio contatto magnetico (figura 6.9) e permette una misura puntuale di precipitazione nell’area urbana di interesse.

Figura 6.8 - Pluviografo a vaschetta basculante

Prima dell’installazione in situ la taratura del pluviografo è stata verificata attraverso un dispositivo realizzato in laboratorio simulando piogge di intensità crescente fino a 120 mm/ora. Le prove sono state effettuate variando la portata della pompa attraverso il rubinetto, una volta stabilizzata la portata in uscita dalla pompa si spostava il tubo in corrispondenza dell’imbuto raccoglitore del pluviografo e si effettuavano le misure contando il numero di scatti della vaschetta basculante. Trascorso il tempo stabilito

per la misura si deviava il tubo d’uscita della pompa allo scarico e si misurava il volume presente nel raccoglitore. Per ottenere risultati più precisi le prove sono state ripetute più volte e si è potuto osservare che la diversa durata delle prove non influisce sul risultato (Calomino et al, 2000).

Figura 6.9 - Sistema di taratura del pluviografo 6.2.1.2 Misure idrometriche

Per il monitoraggio delle portate di deflusso si è fatto riferimento al metodo delle scale di deflusso, cioè si è provveduto alla definizione della relazione fra altezza del tirante idrico e portata in una assegnata sezione del collettore.

In queste condizioni si può installare un opportuno misuratore di livello dal quale si ricava poi univocamente la portata.

Il sensore utilizzato e installato sul canale Liguori è del tipo ad ultrasuoni posto all’esterno della sezione occupabile dell’acqua. Il principio di funzionamento di questo misuratore di livello si basa sull’invio segnali (impulsi a ultrasuoni) che, con la loro riflessione sulla superficie libera, consentono di individuare la distanza tra l’apparecchio stesso e il pelo libero e, quindi, di risalire al livello dell’acqua nel collettore. La distanza del pelo libero dall’apparecchio, perciò, viene misurata in base al tempo di percorrenza del segnale.

La soluzione del percorso dell’onda sonora in aria è in genere preferita perché evita il contatto con il fluido e non risente dell’influenza della densità e della viscosità di quest’ultimo. Esistono in ogni caso problemi di falsi echi per bassi tiranti e inoltre le onde superficiali e le schiume possono alterare il segnale.

Ulteriori informazioni sugli strumenti di misura reperibili in letteratura (AA.VV., 2001)

Figura 6.10 - Sensore di livello ad ultrasuoni installato sul canale Liguori 6.2.1.3 Osservazioni sperimentali

Il data-base delle registrazioni di pioggia e portata (Piro, 2007), relativamente a portate al colmo maggiori di 1 m3/s, ha permesso di considerare 94 osservazioni di deflussi che hanno dato luogo a sfiori (figura 6.5).L’entità degli sfiori è variabile tra 0,2 e 3 m3/s, con una frequenza che non è determinabile statisticamente, giacché è legata a fattori meteorologici e climatici di difficile determinazione e previsione. Nel complesso l’afflusso meteorico totale osservato è stato di 1557 mm e il deflusso complessivo, valutato per unità di superficie urbanizzata del bacino, è pari a 2082 mm; tenuto conto di un deflusso di base che, valutato sulla stessa area, corrisponde a 958 mm, si ottengono 1124 mm di deflusso meteorico.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 13579 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 Osservazioni [N.] VOF [m m ]

Figura 6.11 - Volumi sfiorati per ettaro di superficie impermeabile (da Calomino et al, 2005b)

La successiva tabella 6.1 riporta le principali caratteristiche dei casi osservati. Si può notare che i volumi sfiorati frequentemente superano i 5 mm, arrivando a punte di 35 – 50 mm.

Numero di osservazioni n 94 Volume meteorico affluito mm 1557

Volume totale defluito mm 2082 Volume di base defluito mm 958 Volume meteorico defluito mm 1124

Portata massima di sfioro l/s*ha 86.2 Portata minima di sfioro l/s*ha 0.69 Durata minima di sfioro min 1 Durata massima di sfioro min 1455

Volume totale di sfioro mm 505 Volume massimo di sfioro mm 45.9

Tabella 6.1 - Caratteristiche quantitative degli sfiori di acque miste del bacino del Liguori (da Calomino et al., 2005b)